[go: up one dir, main page]

RU2300757C2 - Method of calorimetric measurements of energy of hydrogen links in water subjected to magnetic field - Google Patents

Method of calorimetric measurements of energy of hydrogen links in water subjected to magnetic field Download PDF

Info

Publication number
RU2300757C2
RU2300757C2 RU2005125857/28A RU2005125857A RU2300757C2 RU 2300757 C2 RU2300757 C2 RU 2300757C2 RU 2005125857/28 A RU2005125857/28 A RU 2005125857/28A RU 2005125857 A RU2005125857 A RU 2005125857A RU 2300757 C2 RU2300757 C2 RU 2300757C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy
salt
water
dissolution
hydrogen bonds
Prior art date
Application number
RU2005125857/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2300757C9 (en
RU2005125857A (en
Inventor
Борис Павлович Шипунов (RU)
Борис Павлович Шипунов
Константин Викторович Селиков (RU)
Константин Викторович Селиков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет"
Priority to RU2005125857/28A priority Critical patent/RU2300757C9/en
Publication of RU2005125857A publication Critical patent/RU2005125857A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2300757C2 publication Critical patent/RU2300757C2/en
Publication of RU2300757C9 publication Critical patent/RU2300757C9/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: physical chemistry.
SUBSTANCE: method comprises comparing temperature variation when magnetic field is affected during dissolving of salt-probe, e.g. potassium chloride, in activated water with the temperature variation when during dissolving of the salt in a non-activated water.
EFFECT: enhanced reliability and simplified equipment.
2 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области физической химии, посвященной исследованию воздействия магнитного поля на воду и водные растворы.The invention relates to the field of physical chemistry, devoted to the study of the effects of a magnetic field on water and aqueous solutions.

Известно, что под действием магнитных полей происходят изменения свойств воды и водных растворов, эти эффекты объясняют изменение энергии взаимодействия молекул воды в жидком состоянии, т.е. изменение энергии водородной связи.It is known that under the influence of magnetic fields there are changes in the properties of water and aqueous solutions, these effects explain the change in the energy of interaction of water molecules in the liquid state, i.e. change in hydrogen bond energy.

Известны косвенные спектроскопические способы определения этих изменений, когда исследуется не сама водородная связь как таковая, а ее влияние на свойства других связей. Информация о водородной связи в таких методах извлекается из характеристик полос валентных и деформационных колебаний O-Н, которые испытывают заметные изменения при димеризации. По относительной интенсивности полос мономерной и ассоциативной молекул, зависящей от температуры, меняя соотношение между числом мономеров и ассоциатов, оценивают из спектроскопических данных энергию водородных связей [Бахшиев Н.Г. Введение в молекулярную спектроскопию / Н.Г.Бахшиев. - Ленинград: Изд-во ЛГУ, 1987. - С.129].Indirect spectroscopic methods are known for determining these changes when it is not the hydrogen bond itself that is studied, but its effect on the properties of other bonds. Information on the hydrogen bond in such methods is extracted from the characteristics of the O – H stretching and bending vibration bands, which undergo noticeable changes during dimerization. The relative intensity of the bands of monomer and associative molecules, depending on temperature, changing the ratio between the number of monomers and associates, estimates the energy of hydrogen bonds from spectroscopic data [Bakhshiev N.G. Introduction to molecular spectroscopy / N.G. Bakhshiev. - Leningrad: Publishing house of Leningrad State University, 1987. - P.129].

Однако известные методы обладают следующими недостатками, заключающимися в сложности оборудования, длительности эксперимента.However, the known methods have the following disadvantages, which are the complexity of the equipment and the duration of the experiment.

Из известных технических решений наиболее близкими по назначению являются прямые спектроскопические методы, при помощи которых анализируют спектры, образующиеся в результате взаимодействия падающего излучения и взаимных колебаний молекул, связанных водородной связью. Один из методов основан на применении специальных длинноволновых ИК-спектрометров и спектрометров для комбинационного рассеяния с лазерным возбуждением (интервал частот 100-200 см-1) [Драго Р. Физические методы в химии / Р.Драго. - М.: МИР, 1981. - С.213].Of the known technical solutions, the closest in purpose are direct spectroscopic methods, which analyze the spectra formed as a result of the interaction of incident radiation and mutual vibrations of molecules bound by a hydrogen bond. One of the methods is based on the use of special long-wavelength IR spectrometers and spectrometers for Raman scattering with laser excitation (frequency range 100-200 cm -1 ) [Drago R. Physical methods in chemistry / R. Drago. - M .: MIR, 1981. - S.213].

Предлагаемое изобретение позволяет устранить недостатки прототипа, заключающиеся в сложности оборудования, длительности эксперимента, неоднозначности трактовки результатов.The present invention allows to eliminate the disadvantages of the prototype, which are the complexity of the equipment, the duration of the experiment, the ambiguity of the interpretation of the results.

Данное изобретение позволяет определить изменение энергии водородных связей по значениям температурного скачка при растворении соли-зонда в воде, подвергшейся магнитной обработке в течение определенного времени, и в необработанной воде с использованием зависимости изменения энергии водородных связей от времени магнитной обработки, для построения которой используют величину энергии, затраченной на изменение энергии водородных связей, рассчитанной на основе данных по теплоте растворения соли в воде.This invention allows to determine the change in the energy of hydrogen bonds by the values of the temperature jump during dissolution of the salt probe in water that has undergone magnetic treatment for a certain time, and in untreated water using the dependence of the change in the energy of hydrogen bonds on the time of magnetic treatment, which is used to construct the energy value spent on changing the energy of hydrogen bonds, calculated on the basis of data on the heat of dissolution of salt in water.

На весах взвешивают х г соли. Затем мерным цилиндром отмеряют 50·х мл дистиллированной воды, выливают в стакан, который устанавливают в калориметре. После этого калориметр закрывают крышкой и через отверстие, имеющееся в ней, в стакан опускают термометр Бекмана, пробирку с солью и мешалку, принципиальная известная схема на Фиг.1 (1 - калориметр; 2 - внутренний стакан; 3 - термометр Бекмана; 4 - мешалка; 5 - пробирка с веществом; 6 - штатив). После этого включают мешалку и через каждую минуту (не менее пяти минут) записывают показания термометра Бекмана. По истечении пяти минут равномерного изменения температуры пробирку с солью вынимают из калориметра и через отверстие в крышке соль высыпается в воду при непрерывном перемешивании. Регистрация температуры продолжается до тех пор, пока не обнаруживается вновь установившийся продолжительный равномерный ход температуры.X g of salt is weighed on the balance. Then 50 x ml of distilled water is measured with a measuring cylinder, poured into a glass, which is installed in the calorimeter. After that, the calorimeter is closed with a lid and a Beckman thermometer, a test tube with salt and a stirrer are lowered into a glass through the hole in it, a well-known principle diagram in Fig. 1 (1 - calorimeter; 2 - inner beaker; 3 - Beckman thermometer; 4 - stirrer ; 5 - test tube with the substance; 6 - tripod). After that, turn on the stirrer and every minute (at least five minutes) the Beckman thermometer reads. After five minutes of uniform temperature change, the tube with salt is removed from the calorimeter and through the hole in the lid, the salt is poured into water with continuous stirring. The registration of temperature continues until a newly established continuous uniform temperature variation is detected.

Тепловой эффект растворения можно представить так:The thermal effect of dissolution can be represented as follows:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Q - тепловой эффект растворения соли, Дж;where Q is the thermal effect of salt dissolution, J;

К - постоянная калориметра, Дж/К;K is the constant of the calorimeter, J / K;

t2 - конечная температура, К;t 2 is the final temperature, K;

t1 - начальная температура, К;t 1 - initial temperature, K;

[Малахова А.Н. Практикум по физической и коллоидной химии / А.Н.Малахова. - Минск: Вышейшая школа, 1974. - С.10]. Для определения теплоты растворения соли в активированной воде проводится опыт по той же методике, что и для неактивированной воды, с той лишь разницей, что вода проходит активацию, например, в магнитном поле.[Malakhova A.N. Workshop on physical and colloidal chemistry / A.N. Malakhova. - Minsk: Higher School, 1974. - P.10]. To determine the heat of dissolution of salt in activated water, an experiment is carried out using the same methodology as for non-activated water, with the only difference being that the water undergoes activation, for example, in a magnetic field.

На основе полученных данных о температурном скачке Δt=t2-t1 [К] подсчитывается теплота растворения Q [Дж] соли в водной системе при активации, принимая, что теплота растворения соли Q0 [Дж] в деактивированной водной системе соответствует справочной величине (теплота растворения KCl при 20°С в дистиллированной воде - 18,4 кДж/моль).Based on the obtained data on the temperature jump Δt = t 2 -t 1 [K], the heat of dissolution of Q [J] salt in the aqueous system is calculated upon activation, assuming that the heat of dissolution of the salt Q 0 [J] in the deactivated aqueous system corresponds to the reference value ( the heat of dissolution of KCl at 20 ° C in distilled water is 18.4 kJ / mol).

Обработку результатов эксперимента осуществляют следующим образом. Принимают, что активация воды не приводит к изменению постоянной калориметра (не изменяются ни массы, ни теплоемкости составляющих калориметрической системы), расчет теплоты растворения соли в активированной воде сводится в соответствии с формулой (1) к простой пропорции. Расчет энергии, пошедшей на изменение некоторого числа водородных связей, осуществляется по формуле:Processing the results of the experiment is as follows. It is assumed that water activation does not lead to a change in the calorimeter constant (neither the mass nor the heat capacity of the components of the calorimetric system change), the calculation of the heat of dissolution of salt in activated water is reduced in accordance with formula (1) to a simple proportion. The calculation of the energy that went into changing a certain number of hydrogen bonds is carried out according to the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где Qвод.связь - энергия, затраченная на изменение энергии водородных связей, Дж;where Q water. bond - the energy spent on changing the energy of hydrogen bonds, J;

Q0 - тепловой эффект растворения соли в неомагниченной воде, справочная величина Дж/моль;Q 0 - thermal effect of dissolution of salt in non-magnetized water, reference value J / mol;

Δt - температурный скачок при растворении соли в омагниченной воде, К;Δt is the temperature jump during dissolution of salt in magnetized water, K;

Δt0 - температурный скачок при растворении соли в неомагниченной воде, К;Δt 0 - temperature jump during dissolution of salt in non-magnetized water, K;

m - масса соли, г;m is the mass of salt, g;

М - молекулярная масса соли, г/моль.M is the molecular weight of the salt, g / mol.

В качестве возможной активации выступает магнитное поле, в качестве соли-зонда идеально подходит KCl, он проявляет себя наиболее индифферентно и не влияет на активацию дистиллированной воды.A magnetic field acts as a possible activation, KCl is ideally suited as a salt probe, it manifests itself most indifferently and does not affect the activation of distilled water.

Пример расчета.Calculation example.

Проводят эксперимент по изучению зависимости изменения энергии водородных связей в дистиллированной воде от времени магнитной обработки. Энергия, затраченная на изменение некоторого числа водородных связей, рассчитывается по формуле (2) на основе данных по теплоте растворения 2 г хлористого калия в 100 мл воды, подвергшейся воздействию постоянного магнитного поля B=0,08 Тл при 20°С.An experiment is conducted to study the dependence of the change in the energy of hydrogen bonds in distilled water on the time of magnetic treatment. The energy spent on changing a certain number of hydrogen bonds is calculated by formula (2) based on data on the heat of dissolution of 2 g of potassium chloride in 100 ml of water exposed to a constant magnetic field B = 0.08 T at 20 ° C.

Для эксперимента используют дистиллированную воду и KCl марки х.ч. За теплоту растворения хлористого калия в неомагниченной воде Q0 принимается экспериментальная справочная величина ΔН20°C=18,4 кДж/моль. Обработанные данные представлены в таблицах 1, 2 и 3. По данным таблицы 3 представлена графическая зависимость Фиг.2 (1 - экспериментальные точки, 2 - ΔН=7,8+10,7·10-0,0962·τ+0,44·τ,r=0,991). Омагничивание больше шести часов не приводит к значительному уменьшению теплоты растворения по сравнению с шестью часами магнитной обработки.For the experiment, distilled water and KCl grade H. p. The heat of dissolution of potassium chloride in non-magnetized water Q 0 is the experimental reference value ΔН 20 ° C = 18.4 kJ / mol. The processed data are presented in tables 1, 2 and 3. According to table 3, a graphical dependence of Fig. 2 is presented (1 - experimental points, 2 - ΔН = 7.8 + 10.7 · 10 -0.0962 · τ +0.44 Τ, r = 0.991). Magnetization for more than six hours does not lead to a significant decrease in the heat of dissolution in comparison with six hours of magnetic treatment.

Изобретение позволяет определить энергию, затраченную на изменение энергии водородных связей в результате воздействия магнитного поля.The invention allows to determine the energy spent on changing the energy of hydrogen bonds as a result of exposure to a magnetic field.

Таблица 1
Калориметрическое определение изменения энергии водородных связей после воздействия на водные системы магнитного поля
Table 1
Calorimetric determination of changes in the energy of hydrogen bonds after exposure to water systems of a magnetic field
Время омагничивания, τ, часMagnetization time, τ, hour Масса соли, m, гMass of salt, m, g Температурный скачок Δt, КTemperature jump Δt, K Энергия, затраченная на изменение энергии водородных связей, Qвод.связь, ДжThe energy spent on changing the energy of hydrogen bonds, Q water. Bond , J Средняя энергия, затраченная на изменение энергии водородных связей,

Figure 00000004
, ДжThe average energy spent on changing the energy of hydrogen bonds,
Figure 00000004
, J Стандартное отклонение, ДжStandard deviation, J Доверительный интервал, ДжConfidence Interval, J 00 2,002.00 1,101.10 -- -- -- -- 1one 2,002.00 1,101.10 00 4four 1212 11eleven 1,981.98 1,061.06 18eighteen 1,991.99 1,081,08 99 2,012.01 1,121.12 -9-9 22 2,002.00 1,051.05 2222 20twenty 66 66 2,002.00 1,061.06 18eighteen 1,981.98 1,041,04 2727 2,012.01 1,071,07 14fourteen 33 2,002.00 1,031,03 3131 3131 33 33 1,981.98 1,021,02 3636 2,002.00 1,031,03 3131 2,012.01 1,041,04 2727 4four 1,991.99 1,011.01 4040 3737 4four 4four 1,991.99 1,011.01 4040 2,002.00 1,021,02 3636 2,012.01 1,031,03 3232 55 2,002.00 1,001.00 4545 4545 33 33 1,981.98 0,990.99 4949 1,991.99 1,001.00 4545 2,002.00 1,011.01 4040 66 1,981.98 0,990.99 4949 4848 22 22 2,012.01 1,001.00 4545 2,002.00 0,990.99 4949 1,981.98 0,990.99 4949

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Claims (1)

Способ калориметрического определения изменения энергии водородных связей после воздействия на водные системы магнитного поля, отличающийся тем, что определение изменения энергии водородных связей проводят по значениям температурного скачка при растворении соли-зонда в воде, подвергшейся магнитной обработке в течение определенного времени, и в необработанной воде, с использованием зависимости изменения энергии водородных связей от времени магнитной обработки, для построения которой используют величину энергии, затраченной на изменение энергии водородных связей, рассчитанной на основе данных по теплоте растворения соли в воде, по формулеThe method of calorimetric determination of changes in the energy of hydrogen bonds after exposure to water systems of a magnetic field, characterized in that the determination of changes in the energy of hydrogen bonds is carried out by the values of the temperature jump when dissolving the salt probe in water that has undergone magnetic treatment for a certain time, and in untreated water, using the dependence of the change in the energy of hydrogen bonds on the time of magnetic treatment, to build which use the amount of energy spent on measuring the hydrogen bond energy calculated on the basis of the data on the heat of dissolution of salt in water, according to the formula
Figure 00000007
Figure 00000007
где Qвод. связь - энергия, затраченная на изменение энергии водородных связей, Дж;where Q water. bond - energy spent on changing the energy of hydrogen bonds, J; Q0 - тепловой эффект растворения соли в неомагниченной воде, справочная величина Дж/моль;Q 0 - thermal effect of dissolution of salt in non-magnetized water, reference value J / mol; Δt - температурный скачок при растворении соли в омагниченной воде, К;Δt is the temperature jump during dissolution of salt in magnetized water, K; Δt0 - температурный скачок при растворении соли в неомагниченной воде, К;Δt 0 - temperature jump during dissolution of salt in non-magnetized water, K; m - масса соли, г;m is the mass of salt, g; М - молекулярная масса соли, г/моль.M is the molecular weight of the salt, g / mol.
RU2005125857/28A 2005-08-15 2005-08-15 Method of calorimetric variation of energy of hydrogen links in water subjected to magnetic field RU2300757C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005125857/28A RU2300757C9 (en) 2005-08-15 2005-08-15 Method of calorimetric variation of energy of hydrogen links in water subjected to magnetic field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005125857/28A RU2300757C9 (en) 2005-08-15 2005-08-15 Method of calorimetric variation of energy of hydrogen links in water subjected to magnetic field

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2005125857A RU2005125857A (en) 2007-02-27
RU2300757C2 true RU2300757C2 (en) 2007-06-10
RU2300757C9 RU2300757C9 (en) 2007-10-10

Family

ID=37990238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005125857/28A RU2300757C9 (en) 2005-08-15 2005-08-15 Method of calorimetric variation of energy of hydrogen links in water subjected to magnetic field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2300757C9 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459187C1 (en) * 2011-03-11 2012-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) Calorimeter for determining volumetric heat capacity of dry granular materials

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1662942A1 (en) * 1988-12-19 1991-07-15 Специализированное Пуско-Наладочное Управление По Охране Природы Method of water treatment
RU2073276C1 (en) * 1992-12-07 1997-02-10 Институт геологии Карельского научного центра РАН Method of control of material dielectric characteristics
RU2235057C2 (en) * 2002-04-10 2004-08-27 Рассадкин Юрий Павлович Method for producing of hydrogen and energy by decomposition of water molecules as well as additional purification and activation thereof, including activation of water involved in living organism blood, and apparatus for effectuating the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1662942A1 (en) * 1988-12-19 1991-07-15 Специализированное Пуско-Наладочное Управление По Охране Природы Method of water treatment
RU2073276C1 (en) * 1992-12-07 1997-02-10 Институт геологии Карельского научного центра РАН Method of control of material dielectric characteristics
RU2235057C2 (en) * 2002-04-10 2004-08-27 Рассадкин Юрий Павлович Method for producing of hydrogen and energy by decomposition of water molecules as well as additional purification and activation thereof, including activation of water involved in living organism blood, and apparatus for effectuating the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДРАГО Р. Физические методы в химии. - М.: Мир, 1981, с.213. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459187C1 (en) * 2011-03-11 2012-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) Calorimeter for determining volumetric heat capacity of dry granular materials

Also Published As

Publication number Publication date
RU2300757C9 (en) 2007-10-10
RU2005125857A (en) 2007-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dasgupta et al. Microrheology of polyethylene oxide using diffusing wave spectroscopy and single scattering
Ameloot et al. Fluorescence anisotropy measurements in solution: Methods and reference materials (IUPAC Technical Report)
Larsen et al. Influence of intramolecular vibrations in third-order, time-domain resonant spectroscopies. I. Experiments
CN111562241B (en) A kind of detection and process analysis method of polymer material aging
JP4870636B2 (en) Qualitative quantitative analysis method of inorganic salt and analyzer
CN104950005A (en) Qualitative analysis method for distinguishing water contents of lightly dried sea cucumber, salt dried sea cucumber and expanded sea cucumber
Güney et al. Molecularly imprinted fluorescent polymers as chemosensors for the detection of mercury ions in aqueous media
Singh et al. An ATP responsive fluorescent supramolecular assembly based on a polyelectrolyte and an AIE active tetraphenylethylene derivative
Pastorczak et al. Femtosecond infrared pump–stimulated Raman probe spectroscopy: the first application of the method to studies of vibrational relaxation pathways in the liquid HDO/D 2 O system
Singh et al. A polyelectrolyte based supramolecular assembly for ratiometric sensing of ATP with very high discrimination from pyrophosphate
RU2300757C2 (en) Method of calorimetric measurements of energy of hydrogen links in water subjected to magnetic field
Yong et al. Highly selective and sensitive chemosensor based on 2, 3-diaminophenazine hydrochloride for the detection of cyanide in pure water and its application in plant seed samples
Bera et al. Facile background discrimination in femtosecond stimulated Raman spectroscopy using a dual-frequency Raman pump technique
Mabrouk et al. Abilities of Raman sensor to probe pollutants in water
Idrissi et al. Temperature dependence of the reorientational dynamics and low-frequency response of aqueous urea solutions investigated by femtosecond optical Kerr-effect spectroscopy and molecular-dynamics simulation
Saha et al. Probing intrinsic anisotropies of fluorescence: Mueller matrix approach
Sree Sanker et al. Smartphone‐Based Molecularly Imprinted Photonic Crystal Hydrogel Sensor for the Label‐Free Detection of Bisphenol A
Holmen et al. Electronic transition dipole moments of the 1, N6-ethenoadenine chromophore
Gozdzialski et al. Detection of surface structural changes during adsorption events using two-trace two-dimensional (2T2D) correlation spectroscopy
Yang et al. Room-temperature sensor based on surface-enhanced Raman spectroscopy
CN114518333A (en) Method for rapidly detecting F ions in food by using cholesteric chiral molecular clamp
Liu et al. Detection of phosmet residues on navel orange skin by surface-enhanced Raman spectroscopy
Mallick et al. Photophysical, NMR and density functional study on the ion interaction of norharmane: proton transfer vs. hydrogen bonding
JP5751563B2 (en) Frequency domain fluorescence measurement system
Arndt et al. Swelling-related processes in hydrogels

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150816